Gesellschaft Deutscher Chemiker – 6. SEC Jahrestagung 2016 in Münster

Posterpräsentation

CO2 – globale Stoffdynamik der NASA Dr. Gerhard Stehlik, Hanau/D,

gerhard.stehlik@gmx.de 1. Zusammenfassung:

Weltkonsens ist, dass die Verbrennung fossiler Rohstoffe den CO2 Gehalt der Atmosphäre ansteigen lässt. Chemisch analytische Bestimmungen des CO2 Gehalts der Luft zeigen stark schwankende CO2 Gehalte im Tages-, Wochen- und Jahresgang. Der Studienrat für Biologie und Chemie Ernst-Georg Beck hat Literaturstudien dazu veröffentlicht [1]. Der CO2 Anstieg wird weiter als Folge der Industrialisierung gesehen und gleichzeitig als Faktor der Erderwärmung. Die Satellitenmessungen der NASA sollen die Dynamik der CO2-Quellen und -Senken in diesem Sinne zur Übereinstimmung bringen. Die erste OCO Mission der NASA war 2006 durch einen Fehlstart gescheitert. Die NASA simulierte daraufhin die CO2 Dynamik in fortgeschrittenen, global gekoppelten Zirkulationsmodellen. Diesen zufolge sei die Nordhalbkugel eine CO2 Quelle (Abb. 1). Die 2014 gestartete zweite OCO Mission war erfolgreich und lieferte analytische CO2 Messwerte. Sie zeigen nicht die erwartete Quellen- und Senken-Variabilität (Abb. 2). Die Regenwälder der Südhalbkugel sind bedeutendere CO2 Quellen als die Industriegebiete der Nordhalbkugel. Die gemessenen Unterschiede im CO2 Gehalt von Nord- und Südhemisphäre korrelieren nicht mit den beobachteten Unterschieden der Temperaturanstiege beider Hemisphären.

2. CO2 – Dynamik und Verteilung nach Supercomputermodellierung

Vorausgegangen war, dass die erste CO2 Mission der NASA 2006 infolge eines Fehlstarts gescheitert war. Statt gemessener Daten über die CO2 Gehalte der Luft lieferte die NASA eine Supercomputermodellierung eines berechneten globalen Ganzjahreszyklus mit dynamischen Veränderungen der CO2 Gehalte. Bild 1 zeigt die globalen Zeitwerte, die für den 5. April 2006 berechnet wurden. Ganz im Sinne der allgemeinen Kritik an der Nutzung fossiler Rohstoffe wie Kohle, Erdöl und Erdgas wurde die CO2 Verteilung in der globalen Atmosphäre so modelliert, dass die CO2 Gehalte der industriereichen Nordhemisphäre höher waren als die CO2 Gehalte der Südhemisphäre mit ihren vielen Regenwäldern. 2006 veröffentlichte diese kompetenteste Wissenschaftsorganisation der Welt, die NASA, ein Video über die berechnete weltweite CO2 Gehaltsdynamik der Atmosphäre [2]. Die rote Farbe bedeutet einen hohen CO2 – Gehalt von 385 ppm, die blaue einen geringen von 379 ppm. Dieses Rechnungen erwiesen sich als unzutreffend.

3. CO2 – Dynamik und Verteilung nach Messungen der NASA Mission OCO

2014 startete die neue Mission der NASA erfolgreich und lieferte erstmals präzise und punktgenaue Analysen des CO2 Gehaltes in der gesamten atmosphärischen Säule von der Erdoberfläche bis in Satellitenhöhe. Im Dezember 2014 wurden die ersten Ergebnisse in einer gemeinsamen Pressekonferenz der NASA und der American Geophysical Union (AGU) der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Pressekonferenz, einschließlich der Fragen der Journalisten, ist als Video im Internet verfügbar. [3]

Offensichtlich zeigen die chemischen Analysendaten wie die Datenarchive der Eisbohrkerne, dass die Temperatur dem CO2 Anstieg vorauseilt. Die genauere Analyse ergibt, dass im Jahresgang zuerst die Temperatur anstieg und danach der CO2 Gehalt. Hier geht es nur um wenige ppm und um wenige Tage. Bei den Datenarchiven der Eisbohrkerne geht es um bis zu 100 ppm und mehrere Hundert Jahre.

Abb. 2 ist eine Bildschirmkopie aus dem Video, welches bei der Pressekonferenz gezeigt wurde. Es entlastet die Industrieländer und belastet die Regenwälder. Das ist ein Paradigmenwechsel. Die OCO Mission der NASA zeigt eine neue Sicht auf die globalen CO2 Quellen und –Senken.

4. CO2 und Wald – historische Erfahrungen

Die Agrarchemie lehrt, dass Bäume die benötigte Kohlensäure mit dem Bodenwasser aufnehmen. Der pH – Wert im Regenwaldboden liegt bei 4,5 – 5,5. Der schwach saure pH Wert des Bodens ist auf Kohlensäure und auf Huminsäuren zurückzuführen. Die Atmung der Bäume sorgt dafür, dass der Kohlensäuregehalt der Waldluft in 162 Fällen 108 mal größer, 41 mal kleiner und 13 mal ebenso groß ist wie im Freien [4] und dass der Kohlensäuregehalt der Luft 2 cm über der Bodenoberfläche im Mittel stets um das Doppelte, oft fast um das Dreifache höher ist als in einer Höhe von 2 m [5].

5. Diskussion der Ergebnisse

Die global wichtigsten Quellen für CO2 Emissionen wurden mit unvorstellbarer Genauigkeit gesucht und gefunden. Das heutige CO2 stammt nicht überwiegend von den Industrieländern, sondern von den tropischen Regenwäldern (rot mit 402 ppm, Westwinddrift beachten). Es ist daher davon auszugehen, dass die Pflanzen - wie auch die Tiere - über täglich 24 Stunden - zur Aufrechterhaltung des Lebensprozesses mit Hilfe der Verbrennungsenergie - mehr CO2 ausatmen, als sie an CO2 verbrauchen, um im Licht der Sonnenstunden ihre Masse aufzubauen.

6. Fazit

Entgegen aller rund 40 Supercomputer-Klimamodelle, welche Regenwälder (Amazonas, Kongo) bisher als CO2 Verbraucher betrachtet haben, zu deren Erhaltung weltweit Milliarden-Beträge bereit gestellt werden, sind diese Regenwälder in Wirklichkeit die wichtigsten Emittenten von CO2. Die Industrieländer der Nordhemisphäre mit Ausnahme Chinas fallen dem gegenüber kaum ins Gewicht.

Die CO2 Hypothese stimmt weder im Fall der Erwärmung, weil es für den sogenannten natürlichen Treibhauseffekt der Atmosphäre keinerlei Beweise gibt [6] und weil CO2 das wichtigste Kühlmittel der Erde ist [7], noch ist die messbare Erwärmung der Nordhemisphäre auf einen erhöhten CO2 Gehalt und die geringe Erwärmung der Südhemisphäre auf den geringeren CO2 Gehalt zurück zu führen. Kritisches chemisch – analytisches Hinterfragen globaler Behauptungen ist wichtiger denn je!

7. Referenzen

[1] E. G. Beck, 180 years of atmospheric CO2 gas analysis by chemical methods. Energy & Environment (2007), Vol. 18, No. 2, 259-282

[2] https://www.youtube.com/watch?v=x1SgmFa0r04 (Video Präsentation „Supercomputer Model der NASA“ von 2006

[3] https://www.youtube.com/watch?v=UYbrSDhTvRU (Video der Pressekonferenz 2014 von NASA und AGU: „First results from NASA's Orbiting Carbon Observatory (OCO-2) Press Conference“

[4] E. Blanck (Herausgeber): Handbuch der Bodenlehre, 6. Band, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Erstausgabe 1930 (ISBN 978-3-662-01877-4), Seite 258, Fußnote 12

[5] Ebenda, Seite 257, Fußnote 12

[6] V. Hopp, Atmosphäre, Wasser, Sonne, Kohlenstoffdioxid, Wetter, Klima, Leben – einige Grundbegriffe, 2012 (ISBN 978-3-18-325515-0), 131

[7] T. Eichten, V. Hopp, G. Stehlik, E. Wagner, Why CO2 cools the Surface of the Earth, © January 2014 (Website www.gerhard-stehlik.de)

Abbildung 1

Abbildung 2